BAB 16 SUMBER ARUS LISTRIK A. Arus Listrik Arus listrik ialah

BAB 16
SUMBER ARUS LISTRIK
A. Arus Listrik
Arus listrik ialah aliran muatan listrik.
Arah arus listrik adalah aliran muatan dari potensial tinggi (+) ke potensial rendah (-).
Arah electron adalah muatan negative (-) dari potensial rendah ke potensial tinggi. Syarat
adanya arus listrik mengalir di antaranya harus ada beda potensial (sumber tegangan) dan
ada penghantar (kabel/kawat) yang menghubungkan beda potensial.
Banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam satu satuan waktu (sekon) disebut kuat
arus listrik.
Satuan kuat arus listrik:
a. Ampere = 1 ampere = 1 A = 1 coulomb/detik
b. 1 A = 1000 mili ampere = 103 mA
c. 1 A = 1000000 mikro ampere = 106 𝜇𝐴
d. 1mA = 103 𝜇𝐴 = 10-3 A
e. 1 𝜇𝐴= 10-3 𝜇𝐴 = 10-6 A
Rumus kuat arus listrik:
I=
𝑄
𝑡
Q=I.t
t=
𝑄
𝐼
dimana: I = kuat arus listrik (A)
Q = muatan listrik (C)
t = waktu (s)
contoh soal:
1. Pada suatu penghantar selama 10 sekon mengalir muatan listrik sebanyak 30 C, maka
besarnya kuat arus listriknya ….A.
Dik: t = 10 sekon
Q = 30 C
Dit: I?
Jawab: I =
𝑄
𝑡
30 𝐶
= 10 𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 = 3 A
2. Dari A ke B muatan listrik yang mengalir sebanyak 300 C selama satu menit, maka
kuat arus listriknya….A.
Sumber Arus Listrik
1
Dik: Q = 300 C
Dit: I?
Jawab: I =
𝑄
𝑡
=
300 𝐶
60 𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛
t = 1 menit = 60 sekon
=5A
3. Pada penghantar kuat arus listriknya 60 mA, selama 10 menit akan mengalir muatan
listrik sebanyak …. A.
Dik: I = 60 mA = 60 x 10-3A
t = 10 menit = 600 sekon
Dit: Q?
Maka, Q = I . t = 60 x 10-3A x 600 sekon = 36 C
Alat untuk mengukur kuat arus disebut amperemeter.
Rumus: Ampere =
𝑗𝑎𝑟𝑢𝑚 𝑥 𝑝𝑖𝑙𝑖 ℎ𝑎𝑛
𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟
Sakelar adalah alat untuk memutuskan atau menghubungkan arus listrik pada
rangkaian listrik.
Lampu padam, karena sakeler terbuka sehingga arus listrik teputus atau tidak
mengalir ke lampu. Lampu menyala, karena sakelar tertutup sehingga arus listrik
tehubung atau mengalir ke lampu.
Rangkaian listrik terbuka yaitu rangkaian listrik yang arus listriknya tidak mengalir
akibat sakelarnya terbuka.
Rangakaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang menyebabkan lampu
menyala akibat sakelarnya tertutup.
Hubungan singat atau korsleting yaitu peristiwa bertemunya atau menyatunya
penghantar positif dengan negative sehingga arus listrik membesar dan kembali kea
rah asalnya akibat arus membesar dapat memanaskan kawat kemudian
memijarkannya akhirnya dapat menimbulkan kebakaran.
Pengaman atau sakering adalah alat untuk mencegah arus listrik yamg besar melalui
suatu penghantar dan mencegah terjaid kebakaran pada peristiwa korsleting.
Prinsip kerjanya:
a. Ketika terjadi korsleting, arus listrik yang melewati sekering membesar sehingga
melebihi kemampuan sekering, maka kawat rambutnya putus dan listriknya
terputus.
b. Serbuk pasir putih berfungsi untuk menahan panas.
B. Sumber Arus Listrik
Sumber tegangan listrik adalah benda yang dapat menghasilkan beda potensial listrik
atau arus listrik, atau gaya gerak listrik, atau sumber arus listrik.
Alat untuk mengukur tegangan listrik atau beda potensial listrik adalah voltmeter.
Rumusnya sama dengan amperemeter. Cara pemasangan voltmeter. Besarnya tegangan
listrik sebelum arus listrik mengalir disebut gaya gerak listrik (ggl).
Sumber Arus Listrik
2
Contohnya: tegangan baterai atau akumulator yang tidak digunakan. Besarnya tegangan
listrik ketika arus listrik mengalir disebut tegangan jepit. Contohnya tegangan pada
baterai yang sedang digunakan.
Antara dua benda yang berbeda muatan listriknya dapat menimbulkan garis gaya listrik
yang bergerak dari positif (+) ke negtif (-) yang disebut gaya gerak listrik(ggl). Gaya
gerak listrik (ggl) sebagai sumber arus listrik.
Sumber arus listrik terdiri dari:
a. Sumber arus listrik bolak balik (AC) yaitu arus listrik dapat dibolak – balik,
contohnya generator dan dynamo sepeda.
b. Sumber arus listrik searah (DC) yaitu arus listrik yang mengaliir satu arah.
Contohnya:
1. Elemen kering seperti: baterai
2. Elemen basah seperti: elemen volta dan akumulator
3. Elemen primer seperti: baterai
4. Elemen sekunder seperti: elemen volta dan akumulator
Elemen kering adalah sumber arus listrik yang menggunakan zat kimia dalam bentuk
kering. Contihnya baterai.
A = bejana seng
B = karton pelapis bagian dalam A
C = pasta campuran salmiak, serbuk arang da batu kawi
D = batang karbon
E = penutup kuningan
Batang arang mempunyai potensial lebih tinggi daripada seng sebesar: ± 1,5 volt.
Elemen primer adalah sumber arus listrik yang menggunakan zat kimia yang jika sudah
habis tidak dapat digunakan kembali (sekali pakai). Contohnya baterai dan elemen volta.
Elemen basah adalah sumber arus listrik yang menggunakan zat kimia dalam bentuk cair
atau basah. Contohnya: elemen volta dan akumulator.
Elemen volta
Elemen ini menggunakan dua electrode, Zn (seng) sebagai katode dan Cu (tembaga)
sebagai anode, yang dicelupkan ke dalam larutan elektrolit (H2SO4). Jika kedua
electrode dihubungkan dengan lampu arus akan mengalir dari anode ke katode, dan
lampu menyala. Setelah arus mengalir beberapa lam, akan timbul gelembung –
gelembung gaas yang melekat pada lempeng tembaga (anode). Agar arus terus – menerus
setiap gelembung muncul harus langsung dihilangkan.
Sumber Arus Listrik
3
Akumulator (aki):
-
-
Perbedaan aki dengan elemen volta antara lain:
1. Aki menggunakan PbO2 dan Pb sebagai electrode.
2. Aki dapat diisi kembali, sehingga arus dapat terus menerus mengalir.
Pada waktu aki mengalirkan arus, energy kimia berubah menjadi energy listrik, dan
waktu mengisi energy listrik diubah menjadi energy kimia.
Dynamo
Timbulnya arus listrik pada dynamo karena berputarnya kumparan dalam medan magnet.
Jadi dalam hal ini, energy mekanik (energy gerak) diubah menjadi energy listrik.
Elemen sekunder adalah elemen arus listrik yang zat kimianya dapat diisi kembali
sehingga dapat digunakan kembali. Contohnya akumulator dan baterai handphone.
Sumber Arus Listrik
4